Kyselina sírová (H2SO4), známý jako „vitriolový olej“, je silná anorganická kyselina a Fe2(CO3)3 (Uhličitan železitý) je nerozpustná sůl. Pojďme podrobně prozkoumat jejich reakci.
Neutralizační reakce nastává, když Fe2(CO3)3 reaguje s H2SO4. Kyselina sírová je vysoce hygroskopická, absorbuje vlhkost, a je od přírody žíravý. Železo je přítomno v oxidačním stavu +3 v uhličitanu železitém.
Tento článek vysvětlí typ reakce, způsob vyvažování, molekulární síly a další vlastnosti reakce mezi kyselinou sírovou a uhličitanovou solí.
Jaký je produkt H2SO4 a Fe2(CO3)3
Fe2(TAK4)3 (síran železitý) a plynný oxid uhličitý spolu s molekulami vody vznikají při Fe2(CO3)3 kombinuje s kyselinou sírovou.
H2SO4 + Fe2(CO3)3 → Víra2(TAK4)3 + H2O + CO2
Jaký typ reakce je H2SO4 + Fe2(CO3)3
- Fe2(CO3)3 + H2SO4 je neutralizační reakce když se uhličitan a kyselina spojí za vzniku soli.
- Reakce H2SO4 + Fe2(CO3)3 začíná reakcí dvojitého vytěsnění následované a rozkladná reakce.
Jak vyvážit H2SO4 + Fe2(CO3)3
Rovnice H2SO4 + Fe2(CO3)3 lze v následujících krocích vyvážit,
H2SO4 + Fe2(CO3)3 → Víra2(TAK4)3 + H2O + CO2
| Zapojené prvky | Strana reaktantů | Strana produktu |
|---|---|---|
| Fe | 2 | 2 |
| H | 2 | 2 |
| C | 3 | 1 |
| S | 1 | 3 |
| O | 13 | 15 |
- V prvním kroku se spočítá počet a typ prvků jak v reaktantech, tak v produktech.
- Dále se před substituenty používají stechiometrické koeficienty pro vyvážení prvků a nábojů. Před H se přidá koeficient 32SO4, H2O a CO2 resp.
- Vyvážená rovnice tedy je
- Fe2(CO3)3 + 3H2SO4 → Víra2(TAK4)3 + 3H2O + 3CO2
H2SO4+ Fe2(CO3)3 titraci
Fe2(CO3)3 je nerozpustný uhličitan, takže zpět titraci se provádí jak je uvedeno níže. Při této titraci se přidá přebytek standardního roztoku a titruje se, což je velmi užitečné pro nerozpustné pevné látky.
Zařízení
Odměrná baňka, kádinka, nálevka, byreta, kuželová baňka, pipeta
Indikátor
Fenolftalein se používá jako an indikátor zde.
Postup
- Známé množství Fe2(CO3)3 se váží. K tomu se přidá kyselina sírová a důkladně se promíchá, aby se vytvořil homogenní roztok, a poté se roztok přenese do odměrné baňky. S použitím destilované vody se roztok doplní po značku.
- Do baňky se pomocí pipety odebere 15 ml připraveného roztoku a přikapou se dvě až tři kapky indikátoru.
- Výsledný roztok se titruje standardním roztokem NaOH, který se odebírá do byrety.
- Pozoruje se změna barvy a koncového bodu se dosáhne světle růžové barvy roztoku.
- Provedou se shodné údaje, které se použijí při výpočtu koncentrace uhličitanu.
H2SO4 + Fe2(CO3)3 čistá iontová rovnice
Čistá iontová rovnice je
Fe2(CO3)3(s) + 6H+(aq) -> 2Fe3+(aq) + 3H23(XNUMX) + XNUMXCO2(G)
Tuto výše uvedenou rovnici lze odvodit pomocí následujících kroků,
- Vyvážená rovnice je napsána v prvním kroku. Z našeho předchozího výpočtu je vyvážená rovnice
- Fe2(CO3)3 + 3H2SO4 → Víra2(TAK4)3 + 3H2O + 3CO2
- V dalším kroku jsou ukázány fáze všech složek reakce. Takže teď se stává rovnice
- Fe2(CO3)3(s) + 3H2SO4(aq) → Fe2(TAK4)3(s) + 3H23(XNUMX) + XNUMXCO2(G)
- Silné elektrolyty se dále štěpí na odpovídající ionty. H2O je slabý elektrolyt, takže se nerozdělí.
- Fe2(CO3)3(s) + 6H+ + 3 SO42-(aq) -> 2Fe3+(aq) + 3SO42-(aq) + 3H23(XNUMX) + XNUMXCO2(G)
- Běžné ionty jsou přeškrtnuty a výsledná čistá iontová rovnice této reakce.
H2SO4 + Fe2(CO3)3 párový konjugát
H2SO4-Víra2(CO3)3 může tvořit a konjugovaný pár kyseliny a báze.
- H2SO4 formy SO42- ion jako jeho konjugovaná báze.
- Uhličitanový iont (CO32-) působí jako základ, přijímá H+ a tvoří svou konjugovanou kyselinu (H2CO3).
H2SO4 a Fe2(CO3)3 mezimolekulární síly
- Fe2(CO3)3 má elektrostatickou přitažlivou sílu, protože molekuly jsou iontové povahy.
- Vodíková vazba, dipól-dipólové interakce a disperzní síly jsou předložit H2SO4 kde jsou interakce vodíkových vazeb nejsilnější.
H2SO4 + Fe2(CO3)3 reakční entalpie
Bylo zjištěno, že entalpie této reakce je -591.19 KJ/mol. Z uvedených hodnot můžeme vypočítat entalpii.
| Zapojení náhradníci | Entalpie v KJ/mol |
|---|---|
| Fe2(CO3)3 | -1482.3 |
| H2SO4 | -909.27 |
| Fe2(TAK4)3 | -2763.4 |
| H2O | -285.8 |
| CO2 | -393.5 |
- ∆Hf°(reakce) = ∆Hf°(produkty) – ∆Hf°(reaktanty)
- Proto ∆Hf°(reakce) = -4801.3 – (- 4210.11) KJ/mol
- Tedy ∆Hf°(reakce) = -591.19 KJ/mol
je H2SO4 + Fe2(CO3)3 tlumivý roztok
Kombinace Fe2(CO3)3+H2SO4 nebude tvořit a pufrovací roztok kvůli přítomnosti silné kyseliny (H2SO4).
je H2SO4 + Fe2(CO3)3 kompletní reakce
Reakce Fe2(CO3)3 + H2SO4 je úplná reakce, protože zcela rozložené produkty jsou vytvořeny, která nebude dále reagovat.
je H2SO4 + Fe2(CO3)3 exotermická nebo endotermická reakce
Fe2(CO3)3 + H2SO4 je exotermická reakce, protože entalpie je pro reakci negativní. Výrobky jsou také poměrně stabilní, takže během reakce vzniká velké množství tepla.
je H2SO4+ Fe2(CO3)3 redoxní reakce
H2SO4 + Fe2(CO3)3 není redoxní reakce protože oxidační stavy prvků se nemění.
je H2SO4 + Fe2(CO3)3 srážecí reakce
H2SO4 + Fe2(CO3)3 není srážecí reakcí, protože síran železitý produkovaný při reakci je rozpustný, a proto se nezíská žádná sraženina.
je H2SO4 + Fe2(CO3)3 vratná nebo nevratná reakce
Fe2(CO3)3 + H2SO4 reakce je nevratná reakce, protože dochází ke zvýšení entropie pro dopřednou reakci v důsledku tvorby CO2 plyn. Také proto, že vytvořené produkty nebudou reagovat, aby vrátily reaktanty.
je H2SO4 + Fe2(CO3)3 posunová reakce
První krok reakce Fe2(CO3)3+H2SO4 je reakce dvojitého přemístění. Protože Fe je reaktivnější, vytěsňuje vodík ze své soli a tvoří síran železitý a H+ slučuje se s uhličitanovými ionty za vzniku kyseliny uhličité.
H2SO4 + Fe2(CO3)3 = Fe2(TAK4)3 + H2CO3
závěr
Kyselina sírová je široce používána jako dehydratační činidlo v syntetické organické chemii. Oxid uhličitý získaný při reakci je bezbarvý kyselý plyn, o 50 % hustší než vzduch, a molekula aktivní v infračerveném záření. CO2 je skleníkový plyn a jeho vysoká koncentrace vede ke globálnímu oteplování.
